专题一 空气——2024届中考化学一轮复习进阶讲义【人教版】（含解析）

专题一 空气——2024届中考化学一轮复习进阶讲义【人教版】
【中考考情分析】
该部分是学习化学的入门知识，常在选择题中考查，难度较低。空气成分构成和空气中氧气含量的测定是重点，偶尔考查各成分的性质及用途，所以还是以记忆相关知识点为主，在空气中氧气含量测定是实验中注意情境的创设可能不同，分析问题时要灵活应对。
氧气的制取、性质是中考的热点内容，一般结合实验题进行仪器、操作、原理、注意事项等相关知识的考查。相关试题的难度中等，偶尔偏难。牢记制氧气的三种方法及其仪器、操作、原理和注意事项是解题关键。
【基础知识复习】
考法一 空气的成分及用途
成分 含量 主要用途
氮气(N2) 78% ①制硝酸和氮肥的原料； ②用作保护气，利用其化学性质不活泼； ③液氮做制冷剂
氧气(O2) 21% ①供给呼吸，可用于医疗急救、登山、潜水等； ②支持燃烧，可用于炼钢、气焊、航天等
稀有气体 0.94% ①用作保护气，化学性质不活泼； ②可制成多种用途的电光源，如航标灯、霓虹灯等； ③氦可用于制造低温环境
二氧化碳(CO2) 0.03% ①灭火（不燃烧也不支持燃烧，密度比空气大）； ②气体肥料、化工产品的原料； ③固态二氧化碳（干冰）用作制冷剂[干冰易升华吸热]
其他气体和杂质 0.03%
注意：
①空气中各成分所占百分比指的是气体的体积分数。
②一般来说，空气的成分比较固定。
考法二 空气的污染与防治
1、空气污染物
（1）空气污染物：目前计入空气质量评价的主要污染物为有害气体（SO2、CO、NO2）、可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）和臭氧等。
（2）空气污染的危害：损害人体健康，影响作物生长，破坏生态平衡，导致全球气候变暖，酸雨和臭氧层破坏等。
2、污染物的来源与防治
①化石燃料的燃烧→改变能源结构，使用清洁能源
②工厂排放的废气→废气处理达标后再排放
③汽车尾气的排放→安装汽车尾气净化装置，开发有效的废气处理技术
④露天焚烧秸秆、垃圾→秸杆还田、桔秆综合利用，垃圾分类回收再处理
⑤植被破坏引起的沙尘→积极植树、造林 、种草
考法三 空气中氧气含量的测定
1、实验原理：4P+5O22P2O5
利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气，使密闭容器内气体压强减小，在大气压的作用下，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。
2、实验装置及现象
3、实验结论：氧气约占空气体积的1/5
4、间接结论：实验剩余的主要气体是氮气，氮气不与水、红磷等物质反应，说明氮气化学性质非常稳定，不支持燃烧；同时还能体现氮气不易溶于水。
5、可燃物的选择
（1）可燃物只能与空气中的氧气反应，不能与其他成分反应，不选择金属镁是因为镁在点燃条件下可以与氧气、氮气、二氧化碳反应；
（2）可燃物必须在空气中能燃烧，不选择铁丝是因为铁丝只能在纯氧中燃烧；
（3）可燃物燃烧的生成物一般情况下是固体而不能是气体，不选择木炭、硫粉是因为碳、硫燃烧后的生成物是气体。
6、误差分析
实验误差 原因
测定结果 偏小 红磷的量不足，氧气不能完全被消耗
装置气密性不好，反应结束后外界空气进入
未冷却至室温就打开弹簧夹，温度较高，气体膨胀， 进入集气瓶的水的体积小
导管内事先没注满水
测定结果 偏大 点燃红磷后插入集气瓶太慢，赶走了集气瓶里部分空气
点燃红磷前未夹紧弹簧夹，使集气瓶内空气沿导管逸出
7、改进实验装置
上述改进装置的原理都是一样的，即：通过一种可燃物与空气中的氧气反应，生成固体，使密闭容器中气体减少，减少的气体体积即为氧气的体积。改进装置的优点是保证实验装置自始至终都是密闭的，避免在红磷（或白磷）燃烧后塞塞子的过程中空气逸出。
考法四 氧气的性质
1、物理性质
氧气在通常情况下是一种无色无味的气体，密度比空气大；不易溶于水。
2、化学性质
氧气是一种化学性质比较活泼的气体，具有氧化性；氧气能供给呼吸和支持燃烧，有助燃性，但是没有可燃性。
部分物质在空气中和氧气中反应现象对比
物质 （颜色、状态） 反应现象 文字表达式、 化学方程式 注意事项
木炭（灰黑色固体） 空气中 持续红热，放出热量 碳+氧气 二氧化碳 C+O2CO2 盛有灰黑色木炭的燃烧匙应由上而下慢慢伸入集气瓶中
氧气中 剧烈燃烧，发出白光，放出热量
硫黄（淡黄色固体） 空气中 燃烧放热，发出微弱的淡蓝色火焰，生成无色、有刺激性气味的气体 硫+氧气 二氧化硫 S+O2SO2 硫的用量不要过多；盛有硫的燃烧匙要由上而下缓慢伸入集气瓶中；实验前应在集气瓶底放少量水，用来吸收生成的二氧化硫气体；瓶口盖一毛玻璃片
氧气中 燃烧放热，发出明亮的蓝紫色火焰，生成无色有刺激性气味的气体
红磷（暗红色固体） 空气中 黄色火焰，放热，产生大量白烟 磷+氧气 五氧化二磷 4P+5O22P2O5 实验前在集气瓶中放少量水，吸收生成的固体颗粒
氧气中 黄白色火焰，放出热量，产生大量白烟
铁（银白色固体） 空气中 灼烧至红热，离火后变冷，不易燃烧 铁+氧气 四氧化三铁 3Fe+2O2Fe3O4 细铁丝应绕成螺旋状；在铁丝的末端系一根火柴以引燃铁丝；集气瓶中要预先放少量水或细沙，防止高温熔融物溅落到瓶底，使瓶底受热不均而炸裂
氧气中 剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出大量的热
镁（银白色固体） 空气中 剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，生成白色固体 镁+氧气 氧化镁 2Mg+O22MgO 不能手持镁条，应用坩埚钳夹持
氧气中 在氧气中比在空气中燃烧更剧烈
石蜡（白色固体） 空气中 黄白色明亮火焰，火焰分层，放出热量，稍有黑烟 石蜡+氧气 二氧化碳+水 ——
氧气中 燃烧，发出白光，放热，瓶壁上有水雾出现
3、描述物质燃烧现象的方法
（1）描述方法
燃烧是否剧烈+是否产生火焰（或发光、产生火星等）+是否放热+反应后生成什么样的物质（生成物的状态颜色、气味等性质）。
（2）注意事项
描述现象时，只能说生成物的颜色状态、气味或其他特殊的性质，不能直接说出生成物的名称；如铁丝在氧气中燃烧生成黑色固体，不能描述为生成四氧化三铁。
考法五 氧气的制取
1、工业制取氧气通常采用分离液态空气的方法，发生的变化属于物理变化。
2、氧气的实验室制法
实验原理
发生装置 固体加热型 固液常温型
步骤 查、装、定、点、收、离、熄 （谐音：茶庄定点收利息） 查、装、定、加、收、验
收集方法 排水集气法 向上排空气法
检验方法 将带火星的木条插入集气瓶中，如果木条复燃，即证明是氧气
验满方法 用向上排空气法收集时，将带火星的木条放在集气瓶口，如果木条复燃，证明氧气已收集满； 用排水法收集时，当有气泡从集气瓶口冒出时，表明已收集满
注意事项 （1）试管口要略向下倾斜（防止凝结的小水珠倒流使试管炸裂） （2）加热时应先使试管均匀受热，再集中在药品部位加热 （3）排水法收集完氧气后，先撤导管后撤酒精灯（防止水槽中的水倒吸，使试管炸裂） （4）用KMnO4制取O2时，试管口放一小团棉花，防止加热时KMnO4小颗粒随气流进入导管
3、在化学反应中能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫催化剂。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
（1）具有高度的选择性（或专一性）。一种催化剂并非对所有的化学反应都有催化作用，例如二氧化锰在氯酸钾受热分解的反应中起催化作用，加快化学反应速率，但对其他的化学反应就不一定有催化作用。
（2）某些化学反应并非只有一种催化剂，例如在氯酸钾受热分解的反应中能起催化作用的还有氧化铁和氧化铜等。
（3）不能改变生成物的质量。
【重点难点复习】
1.空气的成分
氮气(N2)、氧气(O2)、稀有气体、二氧化碳(CO2)、其他气体和杂质
2.测定空气中氧气的含量
（1）实验原理：4P+5O22P2O5
（2）实验现象：红磷燃烧，产生大量白烟，并放出热量；冷却至室温后，打开弹簧夹。烧杯中的水沿导管进入集气瓶中，集气瓶中的水面上升，约占集气瓶内原有空气总体积的1/5。
（3）实验结论：氧气约占空气体积的1/5
3.氧气的制取
1、实验原理： （1）
（2）
（3）
2、实验步骤： （1）查、装、定、点、收、离、熄（谐音：茶庄定点收利息）
（2）查、装、定、加、收、验
3、收集方法：向上排空气法、排水法
4、检验方法：将带火星的木条插入集气瓶中，如果木条复燃，即证明是氧气
5、验满方法：用向上排空气法收集时，将带火星的木条放在集气瓶口，如果木条复燃，证明氧气已收集满；用排水法收集时，当有气泡从集气瓶口冒出时，表明已收集满
6、注意事项：（1）试管口要略向下倾斜（防止凝结的小水珠倒流使试管炸裂）
（2）加热时应先使试管均匀受热，再集中在药品部位加热
（3）排水法收集完氧气后，先撤导管后撤酒精灯（防止水槽中的水倒吸，使试管炸裂）
（4）用KMnO4制取O2时，试管口放一小团棉花，防止加热时KMnO4小颗粒随气流进入导管
【典型例题复习】
1．（2023上·江西南昌·九年级校考期中）《加油!向未来》是央视综合频道推出的科学实验节目，请根据主持人提供的以下信息说出一种气体：①它是食品包装袋中的防腐卫士；②它的液体可用于医疗手术；③空气中它的体积分数为78%，则该气体是
A．氮气 B．二氧化碳 C．稀有气体 D．氧气
2．（天津市宁河区2023-2024学年九年级上学期期中化学试题）下列说法正确的是
A．硫在氧气中燃烧发出淡蓝色火焰
B．铁丝在氧气中剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体、放热
C．红磷在空气中燃烧产生大量白雾
D．木炭燃烧后生成黑色固体
3．（2023上·天津滨海新·九年级校考期中）下列物质中属于混合物的是
A．洁净的空气 B．氧化镁 C．高锰酸钾 D．液态氧
4．（2023上·四川成都·九年级校考期中）如果没有空气，将没有生机勃勃的地球。下列关于空气的说法错误的是
A．空气是一种宝贵的资源，其中的氮气可作为焊接金属时的保护气
B．一氧化碳、PM2.5和二氧化氮等会造成空气污染，空气质量指数越高，质量状况越好
C．空气的成分按体积计算，大约是：二氧化碳0.03%，稀有气体0.94%
D．使用清洁能源，积极植树、造林等，可以保护空气
5．（2023上·河南平顶山·九年级校考阶段练习）将混有高锰酸钾的氯酸钾放入试管中加热至完全反应，最后剩下的固体有
A．两种 B．三种 C．四种 D．五种
6．（2021上·广东惠州·九年级校考阶段练习）人们对空气污染关注的程度不断加强，下列物质不会造成空气污染的是
A．二氧化硫 B．PM10 C．一氧化碳 D．二氧化碳
7．（2023上·河南平顶山·九年级校考阶段练习）如图为实验室制取某些气体的装置示意图，据此回答有关问题。
(1)仪器①的名称是 。
(2)若选择装置A用高锰酸钾制取O2，你认为该装置的不足之处是 ，这样改进的目的是 。写出该反应的文字或符号表达式为 。
(3)改进装置A后，与装置E组合制取O2，试管口略向下倾斜的原因是 ，收集完毕后，先从水槽中取出导管，再停止加热的原因是 。
(4)加热固体氯酸钾和 色粉末二氧化锰的混合物制取O2，其反应的文字或符号表达式 。若用装置C收集O2，验满的方法是 (写出步骤、现象和结论)。
(5)实验室常用氯化铵固体与熟石灰固体共热来制取氨气。常温下NH3是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，NH3极易溶于水。请根据信息回答实验室制取氨气，可选用的发生装置和收集装置是 (填序号)。
8．（2023上·广东珠海·九年级校考阶段练习）【实验装置创新型】某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定实验进行探究。

(1)如图 1 所示装置和药品进行实验，可观察到的现象是： ，打开止水夹后看到 。
(2)小明同学认为可用蜡烛代替红磷测定空气中氧气的含量，小丽同学认为不可以，其原因 。
(3)小兰同学用上图 1 所示的装置测定空气中氧气的含量，实验前止水夹应 （填“关闭”或“打开”），实验后发现测得的氧气体积分数小于 1/5，请你帮她分析造成这种结果的可能原因（填两点）： ； 。小明同学做此实验时，发现流向广口瓶的水多于五分之一，则可能的原因是 。
(4)为测定空气中氧气的含量，小华同学设计如图 2 方案：选用实际容积为 45 mL 的试管作反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管口，通过导管与实际容积为 15mL 且润滑性很好的针筒注射器组成如图的实验装置。（假设此实验能按照小华的设想正常进行，且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计）请回答下列问题：
①实验前，打开弹簧夹，将注射器的活塞前沿从 15 mL 刻度处推至 10mL 刻度处，然后松手，若活塞仍能返回至 15mL 刻度处，则说明 。
②若先夹紧弹簧夹，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹，活塞会停在 mL 刻度线处。
③若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，充分反应直至燃烧结束，试管冷却，可观察到的现象是活塞 先向 移动再向 移动（填左或右），最后停在 mL 刻度线处。
④写出该反应的符号表达式是 。
试卷第1页，共3页
答案以及解析
1．A
【详解】A、氮气的化学性质稳定，可做食品包装袋内的保护气，液氮的温度极低可用于医疗手术，氮气约占空气体积的78%，所以根据题目中所给的信息可知该气体是氮气，故此项正确；
B、二氧化碳大约占空气体积的0.03%，故此项错误；
C、稀有气体大约占空气体积的0.94%，稀有气体的用途是：做各种电光源、作保护气等；故此项错误；
D、氧气大约占空气体积的21%，故此项错误；
故选A。
2．B
【详解】A、硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，产生一种具有刺激性气味的气体，故选项说法错误；
B、铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体，故选项说法正确；
C、红磷在空气中燃烧，产生大量的白烟，而不是白雾，故选项说法错误；
D、木炭燃烧，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，故选项说法错误。
故选：B。
3．A
【分析】纯净物由一种物质组成，有固定的化学式；混合物由多种物质组成，没有固定的化学式。
【详解】A、洁净的空气中含有氮气和氧气等物质，属于混合物，故正确；
B、氧化镁由一种物质组成的，化学式为MgO，属于纯净物，故错误；
C、高锰酸钾是由一种物质组成的物质，化学式为KMnO4，属于纯净物，故错误；
D、液态氧中只含有一种物质，化学式为O2 ，属于纯净物，故错误。
故选A 。
4．B
【详解】A、空气是一种宝贵的资源，其中氮气化学性质稳定，可作为焊接金属时的保护气，该选项说法正确；
B、一氧化碳、PM2.5和二氧化氮等会造成空气污染，但空气质量指数越高，质量状况越差，该选项说法错误；
C、空气的成分按体积计算，大约是：氮气约占78%、氧气约占21%、稀有气体约占0.94%、二氧化碳约占0.03%，该选项说法正确；
D、使用清洁能源，积极植树、造林等，能保护空气，该选项说法正确。
故选B。
5．B
【详解】加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，而生成的二氧化锰能够加快氯酸钾的分解而产生氯化钾和氧气，但是二氧化锰的质量却不改变，同时因为氧气是气体会逸出，所以反应完全后剩余的固体物质有锰酸钾、二氧化锰和氯化钾三种物质。故选B。
6．D
【详解】目前计入空气质量评价的主要污染物为：二氧化硫、一氧化碳、PM10、二氧化氮和臭氧等，二氧化碳是空气的组成成分之一，不属于空气污染物；
故选D。
7．(1)长颈漏斗
(2) 试管口没有放一团棉花 防止高锰酸钾粉末进入导管 或
(3) 防止冷凝水倒流而使试管炸裂 防止水槽中的水倒流引起试管破裂
(4) 黑
或
将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明氧气已满
(5)AD
【详解】（1）由图可知，仪器①的名称是长颈漏斗；
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气时，试管口需要放一团棉花，所以该装置的不足之处是：试管口没有放一团棉花，改进的目的是：防止高锰酸钾粉末进入导管；高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的文字或符号表达式为：或；
（3）根据装置可知，装置中试管口略向下倾斜的原因是防止试管口的冷凝水回流到热的试管底部，使试管炸裂；收集完O2后，先从水槽中取出导气管，再停止加热的原因是：防止水槽中的水倒流引起试管破裂；
（4）加热固体氯酸钾和黑色粉末二氧化锰的混合物制取O2，其反应的文字或符号表达式为：或；氧气具有助燃性，所以验满的方法是：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明氧气已满；
（5）实验室常用氯化铵固体与熟石灰固体共热来制取氨气，固固加热，所以发生装置用装置A；氨气密度比空气小，极易溶于水，所以只能用向下排空气法，所以收集装置用装置D。故可选用的发生装置和收集装置是AD。
8．(1) 红磷燃烧，产生大量白烟，放出大量热 水倒流入集气瓶中，流入水的体积约占集气瓶体积的五分之一
(2)蜡烛燃烧生成气体，压强几乎不变，不能测定空气中氧气的含量
(3) 关闭 红磷不足 装置漏气 止水夹没有夹紧
(4) 装置气密性良好 6 右 左 3
【详解】（1）红磷燃烧的实验现象是产生大量白烟，放出大量热，冷却到室温打开止水夹后的现象是烧杯中的水倒流入集气瓶中，而且流入水的体积约占集气瓶体积的五分之一；
（2）蜡烛燃烧消耗氧气，但生成水和二氧化碳气体，装置内压强几乎不变；
（3）红磷量不足，装置漏气，未待温度冷却就打开止水夹，都会导致测量结果偏小；止水夹没有夹紧，橡胶塞塞的太慢都会导致测量结果偏大；
（4）实验前，打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从15mL刻度处推至10mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至15mL刻度处，则说明整个装置都不漏气；若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，这只是消耗了45mL的试管中空气中的氧气，然后根据氧气约占空气总体积的1/5，计算出被消耗氧气的体积为9mL，可观察到的现象是注射器活塞停留在6mL处。若不夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，白磷燃烧放出热量，活塞先向右移动；消耗氧气，恢复室温，压强减小，活塞向左移动；燃烧消耗氧气体积为试管和注射器共60mL的五分之一，即12mL，等到试管冷却后，可观察到的现象为：活塞最终稳定在3mL的刻度线上；白磷和氧气在点燃条件下生成五氧化二磷，该反应的符号表达式为：。